Elektrisches Mittel- oder Hochspannungsgerät sowie Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Mittel- oder Hochspannungs- geräts

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Mittel- oder Hoch ^¬ spannungsgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Mittel- oder Hochspannungsgeräts nach Anspruch 8 sowie eine Vorrichtung zu Erkennung eines austretenden Isoliermediums nach Anspruch 9.

Gasisolierte Anlagen, wie beispielsweise gasisolierte Schalt ^¬ anlagen GIS oder gasisolierte Leitungen GIL, zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer aus und müssen deshalb besonders dicht sein. Sollte dennoch eine Undichtigkeit der Anlage auf ^¬ treten, so ist dies besonders im Flanschbereich zu erwarten. Bei einer hohen Anzahl an Betriebsj ahren oder einer hohen Belastung eines Isoliergases z. B. durch viele Schaltvorgänge, Teilentladungen oder erhöhte Temperaturen, kommt es zu einer teilweisen Zersetzung der Isoliergase. Die Zersetzungsprodukte sowie das Isoliergas selbst können grundsätzlich gesund ^¬ heitsschädlich oder umweltschädlich sein. Ferner ist der Verlust des Isoliergases aus der Anlage problematisch für die elektrischen Eigenschaften die in der Anlage vorherrschen. Daher ist es zweckmäßig, eine Leckage bzw. den Austritt von Isoliergasen bzw. Sekundärprodukte der Isoliergase frühzeitig zu detektieren. Derzeit wird im Wesentlichen SF6 als Isoliergas in den ge ^¬ nannten Anlagen eingesetzt. Wenn solche Anlagen innerhalb von Gebäuden aufgestellt sind, kommen in der Regel entsprechende Gassensoren zum Einsatz, um dem Personal ein Austreten von SF6 schnell und sicher anzuzeigen. Da SF6 ein sehr hohes Treibhauspotential besitzt, werden verstärkt Alternativsub ^¬ stanzen als Isoliermedium untersucht. Bisher beschriebene Isoliersubstanzen sind jedoch zum Teil toxisch oder zumindest gesundheitsschädlich. Für derartige Isoliergase gibt es der- zeit keine probaten Detektoren. Ferner muss insbesondere bei toxischen Substanzen ein Austreten sehr frühzeitig detektier- bar sein, um Schäden für die Umwelt und des Betriebspersonals zu unterbinden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrisches Mittel- oder Hochspannungsgerät sowie ein Verfahren zum Be ^¬ treiben eines solchen Gerätes bereitzustellen, das ein Isoliermedium in seinem Inneren aufweist oder aufweisen kann, wobei das Gerät dazu geeignet ist, ein Austreten des Isolier ^¬ mediums bzw. einer Leckage des Gerätes früher als im Stand der Technik zu detektieren.

Eine Lösung der Aufgabe besteht in einem elektrischen Mittel- oder Hochspannungsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie in einem Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Mittel- oder Hochspannungsschaltgerätes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8, sowie in einer Vorrichtung zu Erkennung eines austretenden Isoliermediums nach Anspruch 9.

Das erfindungsgemäße elektrische Mittel- oder Hochspannungs ^¬ gerät gemäß Anspruch 1 weist einen Gasraum auf, der zur Befüllung mit einem Isoliergas geeignet ist. Der Gasraum ist von einer Gehäusekonstruktion umgeben, wobei die Gehäusekon- struktion einen Flanschbereich aufweist, in dem zwei Gehäusekomponenten aneinander geflanscht sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Flanschbereich eine iso- liergassensitive, elektromagnetisch emittierende Substanz an ^¬ gebracht ist. Durch dieses Anbringen isoliergassensitiver Substanzen im Flanschbereich können austretende Isoliergaskomponenten aus dem Gasraum also Isoliergas oder Sekundärbzw. Abbauprodukte des Isoliergases durch die entsprechende Isoliergaskomponente sehr schnell optisch im Flanschbereich detektiert werden. Eine Leckage wird auf diese Weise sofort erkannt werden.

Unter dem Begriff isoliergassensitiv wird hierbei verstanden, dass die Substanz bei Kontakt mit dem Isoliergas, einer Iso- liergaskomponente oder einem Abbauprodukt einer Isoliergas ^¬ komponente eine physikalische oder chemische Umwandlung zu einer Modifikation der Substanz vollzieht. Diese chemische oder physikalische Umwandlung der Substanz führt wiederum dazu, dass diese Veränderung optisch detektierbar ist. Diese Detektierbarkeit kann zum einen bedeuten, dass ein elektro ^¬ magnetisch emittierendes Verhalten der Modifikation der Substanz bzw. der Substanz während der Umwandlung zur Modifikation vorliegt. Unter elektromagnetisch emittierend wird hierbei insbesondere die Lumineszenz verstanden, dass die Sub ^¬ stanz während der Umwandlung bzw. während der zu Modifikation entweder elektromagnetische Wellen, insbesondere sichtbares Licht abstrahlt (Chemolumineszenz) und/oder, dass die Substanz in der Modifikation angeregt durch elektromagnetische Wellen, z. B. ultraviolettes Licht oder sichtbares Licht, ein Teil hiervon nicht in Wärmeenergie umwandelt, sondern selbst wieder abstrahlt (Fotolumineszenz) . Gegebenenfalls kann hier ein Nachleuchten auftreten, was als Phosphoreszenz bezeichnet wird. Zum anderen kann optisch detektierbar bedeuten, dass aufgrund der chemischen oder physikalischen Modifikation eine Farbänderung erfolgt. Diese ist ebenfalls optisch detektierbar. Die optische detektierbarkeit ist grundsätzlich nicht auf den sichtbaren Wellenlängenbereich eingeschränkt, sondern kann sich insbesondere auch auf UV und/oder IR erstrecken.

Unter dem Begriff Flanschbereich wird dabei ein Bereich um den Flansch an der Außenseite der Gehäusekomponenten verstanden. Dabei ist der Begriff Flanschbereich nicht Stoff- oder formschlüssig mit den Gehäusekomponenten zu verstehen. Die Substanz kann auch als Beschichtung auf dem Gehäusematerial aufgebracht sein oder auf oder in einem Trägermaterial ange ^¬ ordnet sein, das wiederum in dem Bereich des Flansches ange ^¬ ordnet ist. Dabei würde das Trägermaterial oder ein Träger ^¬ bauteil wiederum Bestandteil des Gerätes an sich werden. Der Flanschbereich erstreckt sich dabei ca. 1 cm bis 10 cm von einer Flanschstelle sowohl radial sowie auch axial von der Flanschstelle weg. In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist die isoliergassensitive Substanz ein Metallkomplex. Metallkomple ^¬ xe, beispielsweise auf der Basis von Iridium oder Platin zei ^¬ gen entsprechende physikalische und chemische Veränderungen im Zusammenhang mit dem Isoliergas und lassen sich optisch anregen und sind von sich aus bei derartigen physikalischchemischen Veränderungen elektromagnetisch emittierend.

In einer weiteren Ausgestaltungsform ist die Substanz in einer Außenbeschichtung mindestens einer Gehäusekomponente im Flanschbereich enthalten. In diesem Fall ist auf die Gehäusekomponente eine Beschichtung aufgebracht, die wiederum als Trägermaterial dient und in der die entsprechende Substanz in geeigneter Form eingebracht ist.

In einer weiteren Ausgestaltungsform ist eine transparente Umhüllung vorgesehen, die den Flanschbereich ganz oder teilweise umgibt und die Substanz ist in oder an dieser Umhüllung angeordnet. Geeignete Umhüllungen sind dabei Folien oder ein Schrumpfschlauch oder eine speziell angefertigte Hülse, die beispielsweise aus Plexiglas besteht. Diese Umhüllungen kön ^¬ nen mit der Substanz beschichtet sein oder die Substanz ist direkt in diese Umhüllung eingelagert. Diese Umhüllung wird dabei Bestandteil des elektrischen Mittel- und Hochspannungs ^¬ gerätes .

Sowohl die Beschichtung, die beispielsweise als Lack oder in Form einer Abscheidung ausgestaltet sein kann, sowie jede Umhüllung, sei es als Folie, Klebeband, Schrumpfschlauch oder Hülse, also jedes Objekt, auf oder in dem die Substanz ent ^¬ halten sein kann, wird als Trägerobjekt bezeichnet.

Dieses elektrische Mittel- oder Hochspannungsgerät kann be ^¬ vorzugt als gasisolierte Schaltanlage oder als gasisolierte Leitung ausgestaltet sein. Beide beispielhaft genannten Gerä ^¬ te weisen einen Gasraum auf, der dazu geeignet ist, ein Iso ^¬ liergas einzufüllen, das wiederum bei möglichen Leckagen in einen Flanschbereich austreten kann. Als Isoliergas, das in einem entsprechenden elektrischen Mittel- oder Hochspannungsgerät angewandt wird, eignet sich eine teil- oder vollfluorierte organische Verbindung, z.B. ein Olefin, ein Nitril, ein Keton, ein Ether, ein organisches

Peroxid, eine phosphororganische Verbindung, jedoch auch Luft und deren Bestandteile Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid oder Edelgase. Grundsätzlich können auch Mischungen aus den genannten Komponenten ein zweckmäßiges Isoliermedium, das in der Regel und bevorzugt gasförmig vorliegt, bilden.

Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Mittel- oder Hochspannungs ^¬ schaltgerätes nach Anspruch 8. Hierbei wird in einem Flansch- bereich zwischen mindestens zwei Gehäusekomponenten eine iso- liergassensitive, elektromagnetisch emittierende Substanz eingebracht. Diese Substanz verändert sich bei Kontakt mit einem in dem Mittel- oder Hochspannungsschaltgerät enthalte ^¬ nen Isoliergas entweder chemisch oder physikalisch. Diese Veränderung ist so ausgestaltet, dass sie optisch detektiert werden kann.

Das genannte Verfahren weist grundsätzlich die gleichen Vorteile auf, die auch bezüglich der Vorrichtung bereits vorge- tragen sind. In dem Verfahren wird bevorzugt und in regelmä ^¬ ßigen Abständen der Flanschbereich zwischen den Gehäusekomponenten optisch überwacht, wobei sehr schnell feststellbar ist, ob das Isoliergas bzw. ein Sekundärprodukt oder ein Ab ^¬ bauprodukt des Isoliergases im Flanschbereich austritt und somit ein Leck im Flanschbereich besteht.

Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erkennung eines austretenden Isoliermediums nach Anspruch 9. Die Vorrichtung zur Detektion kann getrennt zum Gerät ge- fertigt werden und getrennt montiert werden, wird aber durch Montage Bestandteil des Gerätes. In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, dass eine Detektoranordnung vorgesehen ist, die eine getaktet betriebenen Lichtquelle (29, 29 ^λ ) eine einen Fotodetektor (25, 25 ^λ ) vorgeschalteten Abbil- dungsoptik (30, 30 ^λ ) zur Detektion der Fotolumineszenz von der mit der isoliergassensitiven Substanz beschichteten Oberfläche, sowie eine Signalverarbeitungseinheit (28, 28 ^λ ) für ge ^¬ taktete Signale aufweist. Weitere Ausgestaltungsformen und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Figuren. Diese sind dabei lediglich exemplarische Ausgestaltungsformen, die keine Einschränkung des Schutzbereichs darstellen. Dabei zeigen:

Figur 1 einen Flanschbereich einer gasisolierten Leitung, mit einer Umhüllung, die eine isoliergassensitive Substanz enthält,

Figur 2 eine analoge Darstellung aus Figur 1, wobei jedoch die Substanz in einer Beschichtung im Flanschbereich angeordnet ist, Figur 3 eine Strukturformel eines Iridiummetallkomplexes und dessen Veränderung zur optischen Detektion,

Figur 4 eine analoge Reaktion eines Platinmetallkomplexes, Figur 5 einen Detektoraufbau für die Leckdetektion mittels

Fotolumineszenz ,

Figur 6 eine Signalverarbeitung für die Leckdetektion mittels Fotolumineszenz,

Figur 7 einen Detektoraufbau für die Leckdetektion mittels

Färbindikation, Figur 8 eine Signalverarbeitung für die Leckdetektion mittels Farbindikation.

In Figur 1 ist ein Mittel- oder Hochspannungsgerät 2, hier in Form einer gasisolierten Leitung 3, abgekürzt GIL, dargestellt. Dabei handelt es sich um zwei Gehäusekomponenten 8 und 8 die über einen Flansch 9 miteinander verbunden sind. Zusammen bilden diese Gehäusekomponenten 8, 8 ^λ und der

Flansch 9 einen Teil einer Gehäusekonstruktion 7, die wiede- rum einen Gasraum 4, der hier nur abschnittsweise dargestellt ist, umschließen bzw. bilden. In den Gasraum 4 kann ein Isoliergas 5 eingefüllt sein, das im Betrieb der gasisolierten Leitung die entsprechenden ström- und spannungsführenden Komponenten, die hier nicht dargestellt sind, gegenüber der Ge- häusekonstruktion 7 isolieren. Der Flansch 9 weist eine Ver- schraubung 24 auf, die über eine O-Ring-Dichtung 22 abgedichtet ist. Grundsätzlich ist dieser Flansch 9 bzw. die O-Ring- Dichtung 22 eine Schwachstelle der gasisolierten Leitung 3, was auch für andere Mittel- oder Hochspannungsgeräte wie eine gasisolierte Schaltanlage gilt. Daher ist hier in Figur 1 und 2 exemplarisch eine gasisolierte Leitung 3 beschrieben, was sich grundsätzlich auch auf gasisolierte Schaltanlagen, die hier nicht dargestellt sind, anwenden lässt. Sollte bei Betrieb der gasisolierten Leitung 3 Isoliergas 5 oder einer seiner Zersetzungsprodukte durch den Flansch 9 entweichen, könnte dies zu Umweltproblemen oder toxischen Problemen für Mitarbeiter im Bereich der Leitung 3 führen. Um dies zu vermeiden, ist im Beispiel der Figur 1 eine Umhüllung 13 im Flanschbereich 6, der durch die geschweifte Klammer 6 dargestellt ist, angeordnet. Die Umhüllung 13 kann beispiels ^¬ weise in Form einer transparenten Folie ausgestaltet sein, in die bzw. auf die eine isoliergassensitive, elektromagnetisch emittierende Substanz 10 beispielsweise in Form einer Schicht aufgebracht ist. Auf die Art der Substanz 10 und deren Wir ^¬ kungsweise wird noch eingegangen werden. In Figur 1 ist die Umhüllung 13 schematisch dargestellt, es kann sich hierbei beispielsweise um einen Schrumpfschlauch handeln, der bevor- zugt transparent ausgestaltet ist, es kann sich um eine Folie oder um ein Klebeband handeln, es kann jedoch auch eine extra angefertigte Plexiglashülse entsprechend um den Flansch 9 an ^¬ geordnet werden. Alle beschriebenen Umhüllungen 13 werden bei dieser Anwendung integrale Bestandteil des Mittel- oder Hoch ^¬ spannungsgerätes 2, in diesem Fall der gasisolierten Leitung 3.

Die Figur 2 unterscheidet sich von der Figur 1 lediglich da- rin, dass auf der Außenseite von Gehäusekomponenten 8 und 8 im Flanschbereich 6, der auch hier mit der geschweiften Klammer 6 schematisch dargestellt ist, eine Beschichtung 14 aufgebracht ist. Die Beschichtung 14 enthält wiederum die Sub ^¬ stanz 10, die entsprechend optisch aktiv ist und auf Kontakte mit dem Isoliergas 5 bzw. Abbauprodukten des Isoliergases 5 optisch reagiert. Die Reaktion bzw. die Detektion wird dabei durch einfallende Lichtstrahlen bzw. elektromagnetische

Strahlen 18 und daraus resultierenden Lumineszenzstrahlen 20 veranschaulicht .

Als Isoliergas sind verschiedene Gase bzw. Gemische aus Gasen und Gaskomponenten möglich. Beispielhaft aber nicht abschlie ^¬ ßend seien hierbei folgende Substanzen genannt: - perfluorierte oder teilweise fluorierte monoketone; z.B.

Novec 5110™,

perfluorierte oder teilweise fluorierte dicarbonyl Verbin ^¬ dungen,

perfluorierte oder teilweise fluorierte cyano Verbindun- gen, z.B. Novec 4710™,

perfluorierte oder teilweise fluorierte Ether,

gesättigte oder ungesättigte FluorkohlenstoffVerbindungen, gesättigte oder ungesättigte FluorkohlenwasserstoffVerbindungen, z.B. Hydrofluorolefine,

- perfluorierte Peroxide,

perfluorierte Phosphorverbindungen,

Luft, Synthetische Luft, Luftbestandteile,

- N2, 02, C02, N20, He, Ne, Ar, Xe . Das Aufbringen der isoliergassensitiven Substanz 10 kann wie beschrieben in Form von Umhüllungen oder in Form von Be- schichtungen erfolgen. Unter Beschichtung wird hier dabei auch das Aufbringen von Flüssigkeiten ebenso wie das Aufbrin gen von Gelen, die grundsätzlich auch nur temporär zum Einsatz kommen, umfassen. Ganz allgemein erfolgt das Aufbringen auf einem Trägerobjekt. Die Beschichtung eines transparenten Trägermaterials also ei ^¬ ner Umhüllung 13, mit dem der Flansch 9 umhüllt wird, hat ge ^¬ genüber einer direkten Beschichtung 14 des Flansches 9 bzw. des Flanschbereiches 6 den Vorteil, dass im Wartungsfall eine Erneuerung leicht möglich ist.

Im Weiteren wird die Wirkungsweise der Substanz näher beschrieben, wobei das Folgende sowohl auf die beschriebene Au- ßenbeschichtung 14 als auch auf die beschriebene Umhüllung 13, also auf alle Formen von Trägerobjekten, anzuwenden ist. Im Weiteren wird der Einfachheit halber von einer Beschichtung 14 gesprochen.

Für die Anwendung der Beschichtung 14 im Flanschbereich 6 sollen bevorzugt diese Beschichtungen zwischen 5 und 10 cm rechts und links von dem Flansch 9 aufgebracht werden. Dabei streckt sich die Beschichtung 14 sowohl radial als auch axial entlang des Flanschbereiches 6. Grundsätzlich ist es jedoch zweckmäßig die Substanz 10 nur in möglichst geringen Mengen einzusetzen, da diese für viele Anwendungen entsprechend kos- tenintensiv ist. Die Beschichtung 14 und die Umhüllung 13, also die Trägerobjekte sind so ausgestaltet, dass die darin oder darauf enthaltene Substanz 10 stets nah genug an einem austretenden Isoliergas 5 liegt. Die Substanz soll bei Kon ^¬ takt mit dem Isoliergas (oder einer Isoliergaskomponente) ei- ne deutlich erkennbare bzw. detektierbare leuchtende Verbin ^¬ dung (Modifikation der Substanz) bilden. Die Verbindung kann elektromagnetische Wellen, insbesondere angeregt durch UV- Licht oder durch sichtbares Licht, ausstrahlen (emittieren) . Diese hängt jeweils von der verwendeten Substanz 10 ab. Dabei emittiert die Verbindung bei ihrer Anregung sichtbares Licht, bevorzugt im Bereich von 400-800 nm. Die Lichtemission oder die Lumineszenz, die mit dem Pfeilen 20 in den Figuren 1 und 2 gekennzeichnet sind, kann in einfacher Weise durch Personal oder durch optische Sensoren erkannt werden und somit eine mögliche Leckage zügig lokalisiert werden. Hierbei ist eine hohe Empfindlichkeit der Beschichtung vorteilhaft, sodass auch kleine Mengen an austretendem Isoliergas 5 zu einer sichtbaren Lichtemission führen. Beispielsweise kann das Personal in einem Tunnel verlegte gasisolierte Leitungen an Flanschbereichen kontrollieren. Grundsätzlich kann auch an sensitiven Bereichen ein festinstallierter optischer Sensor angebracht sein.

Neben der optischen Detektion durch das menschliche Auge ist auch eine sensorbasierte Detektion zweckmäßig. Ein optischer Sensor (z. B. ein Fotodetektor 25), kann mobil sein und kann durch ein Bedienpersonal temporär in der Nähe der isoliergas- sensitiven Substanz angeordnet werden. Andererseits kann der optische Sensor 25 auch fest in der Nähe des Flansches 9 po ^¬ sitioniert sein und auf die Substanz 10 gerichtet sein. Der Fotodetektor 25 erfasst dabei Änderungen eines Spektrums an elektromagnetischen Wellen 26 (ausgestrahlt von einer Licht- quelle 29), das von der Substanz 10 bzw. deren Modifikation der Substanz oder während der Reaktion zur Modifikation ausgestrahlt wird. Um Einflüsse des Umgebungslichtes zu minimie ^¬ ren, können spektrale, zeitliche, und räumliche Filterungs ^¬ maßnahmen getroffen werden. So können z. B. die Bestrahlung der modifizierbaren Substanz mit elektromagnetischen Wellen 26 und die Detektion der bei Modifikation auftretenden Fotolumineszenz durch den Fotodetektor 25 zeitlich getaktet erfolgen. Während der Bestrahlungsintervalle 27 werden Fotolu ^¬ mineszenz und Hintergrundstrahlung detektiert, außerhalb nur Hintergrundstrahlung. In einer nachfolgenden Signalverarbeitungseinheit 28 kann daraus das reine, durch Modifikation der Substanz verursachte Fotolumineszenz-Signal ermittelt werden. In den Figuren 3 und 4 sind geeignete Komplexe, Metallkomple- xe 16 und 16 ^λ dargestellt und eine mögliche Reaktion bei ei ^¬ nem austretenden Isoliergas beispielhaft aufgeführt.

Ein μ-Chloroverbrückter dimerer Iridiumkomplex kann leicht durch Nitrile wie C4-Perfluornitril in einen mononuklearen Iridium-Bis (nitril ) -Komplex umgewandelt werden. Während der dimere Komplex kein (oder nur in sehr geringem Maße) sichtba ^¬ res Licht (nach Anregung) emittiert, emittiert der einkernige Nitril-Komplex sehr stark sichtbares Licht. Eine große Anzahl solcher dimerer Iridiumkomplexe kann durch die beiden cyclo- metallierten Liganden, in diesem Beispiel Phenylpyridin variiert werden. Solche Iridium Dimere könnten in einer Formulierung auf die Außenseite einer gasisolierten Leitung, z. B. bei Tunnelverlegung oder bei einer gasisolierten Schaltung bei einer Innenrauminstallation in den Flanschbereichen 6 zum Einsatz kommen.

Durch Austritt des Isoliergases (Bildung des Nitril- Komplexes) sollte sich eine deutlich zunehmende Emission von sichtbarem Licht zeigen.

Ein weiteres Beispiel ist in Figur 4 dargestellt. Hier han ^¬ delt es sich um einen ähnlichen Metallkomplex, der auf Basis von Platin ausgestaltet ist. Grundsätzlich sind weitere Me ^¬ tallkomplexe 16 auf Basis von kostengünstigeren Materialien wie Kupfer entsprechend anwendbar.

Grundsätzlich können auch Farbänderungen der Beschichtung bzw. der Umhüllung also der Substanz 10 zur optischen Detek- tion herangezogen werden. Hierbei können Verbindungen ausgewählt werden, die bei Gaskontakt eine deutliche Farbänderung zeigen. Ist eine Beschichtung 13 mit einer Substanz 10 versehen, die als Farbstoff ausgestaltet ist, kann dessen Reaktion z. B. von rot nach blau deutlich, auch durch Sensoren detek- tiert werden. Substanzen die hierfür in Frage kommen, sind z. B. Metal Organic Frameworks also sogenannte MOF-Materialien, die je nach gebundenem Dampf oder gelöster chemischer Verbindung unterschiedliche Verfärbungen zeigen (Vapochromismus , Solvatochromismus ) . Sogenannte MOF-Materialien sind eine Un ^¬ tergruppe von Metallkomplexverbindungen 16. Auch zur Detekti- on dieser farbändernden Substanzen kommen Sensoren zum Einsatz. Neben dem menschlichen Auge sind das optische Sensoren, denen beispielsweise ein Farbfilter vorgeschaltet ist, sodass die durch die Modifikation entstehende Farbe der Substanz selektiv aufgenommen wird und durch eine entsprechende Auswerteeinheit erkannt wird.

In Figur 5 ist ein Detektoraufbau für die Leckdetektion an einer gasisolierten elektrischen Anlage mittels Fotolumineszenz dargestellt. Er besteht aus einer im Flanschbereich 6 befindlichen mit der Substanz 10 beschichteten Oberfläche, einer die Oberfläche beleuchtenden, Fotolumineszenz auslösenden, getaktet betriebenen elektrischen Lichtquelle 29 mit ei ^¬ ner Abbildungsoptik 1, dem Fotodetektor 25 mit einer Abbildungsoptik 30 zur Detektion der Fotolumineszenz von der mit der Substanz beschichteten Oberfläche, einem Verstärker und der Signalverarbeitungseinheit 28 für getaktete Signale. Ein Filter 31 transmittiert selektiv nur das Licht der Lichtquel ^¬ le im Fotolumineszenz auslösenden Spektralbereich. Ein Filter 32 und eine Blende 33 lassen selektiv nur das durch Fotolumineszenz von der mit der isoliergassensitiven optischen Indikatorsubstanz beschichteten Oberfläche zum Fotodetektor passieren .

Die Wirkungsweise der Signalverarbeitungseinheit dazu ist in Figur 6 dargestellt. Diese zeigt eine Signalamplitude A auf ^¬ getragen entlang der y-Achse sowie eine Zeitachse t, die durch die x-Achse wiedergegeben wird. Die Signalverarbei ^¬ tungseinheit empfängt von einer getakteten Spannungsversorgung 34 der Lichtquelle 29 ein Taktsignal, das angibt, ob die Lichtquelle 29 gerade eingeschaltet oder ausgeschaltet ist, und unterscheidet damit zwischen dem Hintergrundsignal H (Lichtquelle aus) und dem vom Hintergrundsignal überlagerten Lumineszenz-Signal LH (Lichtquelle ein) . Das Lumineszenz- Signal L wird daraus durch Differenzbildung gewonnen: L = LH- H. Die Signalhöhe L im Vergleich zu einem Referenzsignal ist ein Maß für die durch Leckage am beobachteten Flansch verlorengegangene Menge an Isoliergas, die zeitliche Änderung der Signalhöhe zwischen zwei Zeitpunkten tl und t2 berechnet mit ^¬ tels dL = (L (t2) -L (tl) ) / (t2-tl) ein Maß für die Leckrate, die sowohl aus Auslöser für Wartungs- als auch für Sicherheits ^¬ maßnahmen dienen kann.

In Figur 7 ist analog zur Figur 5 ein Detektoraufbau für die Leckdetektion an einer gasisolierten elektrischen Anlage 2 mittels Farbänderung Substanz dargestellt. Er besteht aus ei ^¬ ner im Flanschbereich befindlichen mit der Substanz 10 beschichteten Oberfläche, einer die Oberfläche beleuchtenden, getaktet in unterschiedlichen Spektralbereichen betriebenen elektrischen Lichtquelle 29 ^λ mit einer Abbildungsoptik 30 einem Fotodetektor 25 ^λ mit einer Abbildungsoptik 30 ^λ zur De- tektion des von der mit der Substanz 10 beschichteten Oberfläche gestreuten, d.h. diffus reflektierten Lichts, einem Verstärker und einer Signalverarbeitungseinheit 28 ^λ für ge ^¬ taktete Signale. Die getaktet in unterschiedlichen Spektral- bereichen betriebene elektrische Lichtquelle 29 ^λ besteht z. B. aus einer getaktet betriebenen spektral breitbandigen Lichtquelle 29 mit einem elektrisch umschaltbaren Filter 31 zur spektralen Filterung des Lichtes der Lichtquelle 29 der abwechselnd selektiv nur Licht transmittiert , das von der nichtmodifizierten und von der Substanz gestreut wird. Der elektrisch umschaltbare Filter 32 transmittiert und synchro ^¬ nisiert mit dem umschaltbaren Filter 31 abwechselnd selektiv nur Licht, das von der nichtmodifizierten - Spektralbereich B - und von der modifizierten - Spektralbereich R - Substanz gestreut wird.

Die Wirkungsweise der Signalverarbeitungseinheit dazu ist in Figur 8, die bezüglich der Auftragung entlang der Achsen analog zur Figur 6 ausgestaltet ist, dargestellt. Die Signalver- arbeitungseinheit empfängt die Taktsignale von der getakteten Spannungsversorgung 34 ^λ der Lichtquelle 29 ^λ und von den Umschaltbaren Filtern 31 und 32, die angeben, ob die Lichtquelle gerade eingeschaltet oder ausgeschaltet ist und ob die Filter gerade Licht im Spektralbereich B oder im Spektralbereich R transmittieren . Damit unterscheidet die Signalverarbeitungseinheit 28 ^λ zwischen dem vom Hintergrundsignal über ^¬ lagerten Lumineszenz-Signal a im Spektralbereich B, dem vom Hintergrundsignal überlagerten Lumineszenz-Signal b im Spekt ^¬ ralbereich R, dem Hintergrundsignal c im Spektralbereich B (Lichtquelle 29 ^λ aus) und dem Hintergrundsignal d im Spekt ^¬ ralbereich R. Die Streusignale SB und SR in den jeweiligen Spektralbereichen B und R werden daraus durch Differenzbildung gewonnen: SB = a-c und SR = b-d. Das Verhältnis Y = SR/SB ist ein Maß für die am beobachteten Flansch verlorengegangene Menge an Isoliergas, die zeitliche Änderung der Sig ^¬ nalhöhe zwischen zwei Zeitpunkten tl und t2 berechnet mittels dY = (Y (t2) -Y (tl) ) / (t2-tl) ein Maß für die Leckrate, die so ^¬ wohl aus Auslöser für Wartungs- als auch für Sicherheitsmaß ^¬ nahmen dienen kann.